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Röntgenastronomie Die ist ein Teilbereich der Astronomie der von Himmelsobjekten ausgesandte Röntgenstrahlung nutzt Wie

Röntgenastronomie

Die Röntgenastronomie ist ein Teilbereich der Astronomie, der von Himmelsobjekten ausgesandte Röntgenstrahlung nutzt. Wie viele Bereiche des elektromagnetischen Spektrums wird Röntgenstrahlung erst seit der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts für astronomische Beobachtungen genutzt.

Beobachtungsbereich Bearbeiten

In der Astronomie wird unter Röntgenstrahlung meist der Bereich elektromagnetischer Strahlung zwischen Energien von etwa 0,1 bis 500 keV, d. h. Wellenlängen zwischen etwa 12 nm und 2,5 pm, verstanden. Oft wird Strahlung unterhalb etwa 2 keV als ‚weiche‘, darüber als ‚harte‘ Röntgenstrahlung bezeichnet. Angrenzende Bereiche sind die Ultraviolettastronomie und die Gammaastronomie.

Instrumente Bearbeiten

Da die Erdatmosphäre für Röntgenstrahlung undurchlässig ist, wurde Röntgenastronomie erst nach dem Zweiten Weltkrieg mit Forschungsraketen und Satelliten möglich. Im harten Röntgenbereich wurden teilweise auch hochfliegende Ballons benutzt. Inzwischen wurde eine große Zahl von Weltraumteleskopen für den Röntgenbereich gestartet, siehe auch die Liste der Röntgensatelliten.

Teleskope Bearbeiten

4-fach genestetes Wolterteleskop des Chandra-Weltraumteleskops (Illustration: NASA)

Normale für sichtbares Licht verwendete Teleskope sind für Röntgenstrahlung unbrauchbar, da ihre Spiegel das Röntgenlicht nicht zurückwerfen. Im Bereich bis etwa 10 keV sind heute Wolterteleskope gebräuchlich. Sie beruhen auf der Totalreflexion von Röntgenlicht bei sehr flachem, streifendem Einfall auf eine Metallfläche. Ein für die Astronomie verwendetes Wolterteleskop besteht heute meist aus mehreren ineinandergeschachtelten Spiegelschalen. Die effektive Sammelfläche für Röntgenphotonen ist von der Energie abhängig und deutlich kleiner als die gesamte Eintrittsfläche der Spiegelanordnung. Bei hohen Energien sind Wolterteleskope nicht mehr einsetzbar. Stattdessen werden mechanische Kollimatoren benutzt, die Röntgenstrahlung von außerhalb der Zielrichtung absorbieren, oder komplexe „kodierte Masken“, aus deren Schattenwurf auf den Detektor die Richtung der Quellen rekonstruiert werden kann.

Detektoren Bearbeiten

Für den weiten Energiebereich der Röntgenastronomie wurden eine Vielzahl von Detektorprinzipen verwendet, wie sie in ähnlicher Form auch in der Kernphysik und Teilchenphysik verwendet werden. Heute am gebräuchlichsten sind CCD-Sensoren. In ihrer als Röntgendetektor verwendeten Form erzeugen sie nicht nur ein zweidimensionales Bild, sondern messen auch die Energie der eintreffenden Röntgenphotonen, erlauben also eine einfache Form der Spektroskopie.

Beobachtungsobjekte der Röntgenastronomie Bearbeiten

Lange hat sich die Röntgenastronomie hauptsächlich auf bestimmte energiereiche Objekte wie Röntgendoppelsterne und aktive galaktische Kerne konzentriert. Inzwischen trägt sie aber zu weiten Bereichen der Astrophysik bei, und man kennt viele verschiedene Arten astronomischer Röntgenquellen.

Geschichte Bearbeiten

Als erste kosmische Röntgenquelle wurde im September 1949 bei einem Flug mit einer umgebauten V2-Rakete die Korona der Sonne identifiziert. Ein überraschender Durchbruch gelang Riccardo Giacconi und Mitarbeitern am 18. Juni 1962 bei einem Experiment auf einer Aerobee-Rakete, das nach von der Mondoberfläche reflektierter Röntgenstrahlung der Sonne suchen sollte. Statt des Mondes fanden sie den ersten hellen Röntgendoppelstern in unserer Milchstraße, Scorpius-X-1, sowie den kosmischen Röntgenhintergrund. Dieses Ergebnis stand am Beginn einer stürmischen Entwicklung, erst mit weiteren Raketen- und Ballonexperimenten und später mit Röntgensatelliten. 1971 wurden bei der ersten Durchmusterung des gesamten Himmels mit dem Uhuru-Satelliten 339 Quellen entdeckt. HEAO-2 („Einstein-Observatorium“) war das erste große Röntgenteleskop mit guter räumlicher Auflösung. Mit ROSAT wurden in den 1990ern über 100.000 Röntgenquellen am gesamten Himmel gefunden. Die wichtigsten zurzeit aktiven Röntgenteleskope sind Chandra und XMM-Newton.

Literatur Bearbeiten

  • Lars L. Christensen, (et al.): Verborgenes Universum. WILEY-VCH, Weinheim 2009, ISBN 978-3-527-40868-9.
  • Simone Jüngling: Röntgenastronomie in Deutschland – Entstehungsgeschichte, Institutionalisierung und instrumentelle Entwicklungen. Kovač, Hamburg 2007, ISBN 978-3-8300-2977-9.
  • J. A. Bleeker: X-ray and gamma-ray astronomy. Pergamon Pr., Oxford 1989, ISBN 0-08-040158-9.
  • Nicholas E. White: X-ray astronomy. American Inst. of Physics, Melville 2001, ISBN 0-7354-0043-1.
  • Keith Arnaud, et al.: Handbook of X-ray Astronomy. Cambridge University Press, Cambridge 2011, ISBN 978-0-521-88373-3.

Videos Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Keith Arnaud, et al.: Handbook of X-ray Astronomy. Cambridge University Press, Cambridge 2011, ISBN 978-0-521-88373-3, S. 1.
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Veröffentlichungsdatum:
Die Rontgenastronomie ist ein Teilbereich der Astronomie der von Himmelsobjekten ausgesandte Rontgenstrahlung nutzt Wie viele Bereiche des elektromagnetischen Spektrums wird Rontgenstrahlung erst seit der zweiten Halfte des 20 Jahrhunderts fur astronomische Beobachtungen genutzt Inhaltsverzeichnis 1 Beobachtungsbereich 2 Instrumente 2 1 Teleskope 2 2 Detektoren 3 Beobachtungsobjekte der Rontgenastronomie 4 Geschichte 5 Literatur 6 Videos 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseBeobachtungsbereich BearbeitenIn der Astronomie wird unter Rontgenstrahlung meist der Bereich elektromagnetischer Strahlung zwischen Energien von etwa 0 1 bis 500 keV d h Wellenlangen zwischen etwa 12 nm und 2 5 pm verstanden Oft wird Strahlung unterhalb etwa 2 keV als weiche daruber als harte Rontgenstrahlung bezeichnet Angrenzende Bereiche sind die Ultraviolettastronomie und die Gammaastronomie Instrumente BearbeitenDa die Erdatmosphare fur Rontgenstrahlung undurchlassig ist wurde Rontgenastronomie erst nach dem Zweiten Weltkrieg mit Forschungsraketen und Satelliten moglich Im harten Rontgenbereich wurden teilweise auch hochfliegende Ballons benutzt Inzwischen wurde eine grosse Zahl von Weltraumteleskopen fur den Rontgenbereich gestartet siehe auch die Liste der Rontgensatelliten Teleskope Bearbeiten nbsp 4 fach genestetes Wolterteleskop des Chandra Weltraumteleskops Illustration NASA Normale fur sichtbares Licht verwendete Teleskope sind fur Rontgenstrahlung unbrauchbar da ihre Spiegel das Rontgenlicht nicht zuruckwerfen Im Bereich bis etwa 10 keV sind heute Wolterteleskope gebrauchlich Sie beruhen auf der Totalreflexion von Rontgenlicht bei sehr flachem streifendem Einfall auf eine Metallflache Ein fur die Astronomie verwendetes Wolterteleskop besteht heute meist aus mehreren ineinandergeschachtelten Spiegelschalen Die effektive Sammelflache fur Rontgenphotonen ist von der Energie abhangig und deutlich kleiner als die gesamte Eintrittsflache der Spiegelanordnung Bei hohen Energien sind Wolterteleskope nicht mehr einsetzbar Stattdessen werden mechanische Kollimatoren benutzt die Rontgenstrahlung von ausserhalb der Zielrichtung absorbieren oder komplexe kodierte Masken aus deren Schattenwurf auf den Detektor die Richtung der Quellen rekonstruiert werden kann Detektoren Bearbeiten Fur den weiten Energiebereich der Rontgenastronomie wurden eine Vielzahl von Detektorprinzipen verwendet wie sie in ahnlicher Form auch in der Kernphysik und Teilchenphysik verwendet werden Heute am gebrauchlichsten sind CCD Sensoren In ihrer als Rontgendetektor verwendeten Form erzeugen sie nicht nur ein zweidimensionales Bild sondern messen auch die Energie der eintreffenden Rontgenphotonen erlauben also eine einfache Form der Spektroskopie Beobachtungsobjekte der Rontgenastronomie BearbeitenLange hat sich die Rontgenastronomie hauptsachlich auf bestimmte energiereiche Objekte wie Rontgendoppelsterne und aktive galaktische Kerne konzentriert Inzwischen tragt sie aber zu weiten Bereichen der Astrophysik bei und man kennt viele verschiedene Arten astronomischer Rontgenquellen Geschichte BearbeitenAls erste kosmische Rontgenquelle wurde im September 1949 bei einem Flug mit einer umgebauten V2 Rakete die Korona der Sonne identifiziert Ein uberraschender Durchbruch gelang Riccardo Giacconi und Mitarbeitern am 18 Juni 1962 bei einem Experiment auf einer Aerobee Rakete das nach von der Mondoberflache reflektierter Rontgenstrahlung der Sonne suchen sollte 1 Statt des Mondes fanden sie den ersten hellen Rontgendoppelstern in unserer Milchstrasse Scorpius X 1 sowie den kosmischen Rontgenhintergrund Dieses Ergebnis stand am Beginn einer sturmischen Entwicklung erst mit weiteren Raketen und Ballonexperimenten und spater mit Rontgensatelliten 1971 wurden bei der ersten Durchmusterung des gesamten Himmels mit dem Uhuru Satelliten 339 Quellen entdeckt HEAO 2 Einstein Observatorium war das erste grosse Rontgenteleskop mit guter raumlicher Auflosung Mit ROSAT wurden in den 1990ern uber 100 000 Rontgenquellen am gesamten Himmel gefunden Die wichtigsten zurzeit aktiven Rontgenteleskope sind Chandra und XMM Newton Literatur BearbeitenLars L Christensen et al Verborgenes Universum WILEY VCH Weinheim 2009 ISBN 978 3 527 40868 9 Simone Jungling Rontgenastronomie in Deutschland Entstehungsgeschichte Institutionalisierung und instrumentelle Entwicklungen Kovac Hamburg 2007 ISBN 978 3 8300 2977 9 J A Bleeker X ray and gamma ray astronomy Pergamon Pr Oxford 1989 ISBN 0 08 040158 9 Nicholas E White X ray astronomy American Inst of Physics Melville 2001 ISBN 0 7354 0043 1 Keith Arnaud et al Handbook of X ray Astronomy Cambridge University Press Cambridge 2011 ISBN 978 0 521 88373 3 Videos BearbeitenWoher kommt die Rontgenstrahlung im All aus der Fernseh Sendereihe alpha Centauri ca 15 Minuten Erstmals ausgestrahlt am 5 Dez 1999 Weblinks BearbeitenThe Multiwavelength Astronomy Gallery 1 Einfuhrung in die Rontgenastronomie am Max Planck Institut fur extraterrestrische Physik Welcome to the World of X ray Astronomy NASA Goddard Space Flight CenterEinzelnachweise Bearbeiten Keith Arnaud et al Handbook of X ray Astronomy Cambridge University Press Cambridge 2011 ISBN 978 0 521 88373 3 S 1 Beobachtende Astronomie bei verschiedenen Wellenlangen Radioastronomie Radarastronomie Infrarotastronomie Visuelle Astronomie Ultraviolettastronomie Rontgenastronomie Gammaastronomie Normdaten Sachbegriff GND 4050311 2 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Rontgenastronomie amp oldid 212099350